中山大學發現 奈米結構光觸媒可減碳 半導體新啓發 清大證實晶面效應理論

清大化學系教授黃暄益（左）及博士在職生陳柏豪（右）以研究實證晶面效應。（清大提供／王惠慧新竹傳真）

國立中山大學光電系助理教授李炫錫團隊創世界先例，首次發現奈米結構光觸媒可將二氧化碳轉化爲一氧化碳，減少碳排放，獲國際頂尖期刊「應用催化B：環境」刊登。（國立中山大學提供／袁庭堯高雄傳真）

南北2所國立大學分別傳出突破性研究，中山大學光電系團隊創世界先例，以奈米結構光觸媒將二氧化碳轉化爲一氧化碳，有助於減少碳排放；清華大學化學系團隊則發表「晶面效應」理論，證實晶體形狀不同，就會產生不一樣的電性、光學性質及光催化活性，可望啓發半導體研究突破。

中山大學光電系助理教授李炫錫團隊創世界先例，以石墨氮化碳／硫化銅錫奈米結構作爲光觸媒，利用碳銅和氮銅雙鍵的功能，可有效將二氧化碳轉化爲一氧化碳，再透過熱注法，將合成的超薄石墨氮化碳粉末與硫化銅錫奈米粒子複合材料結合爲奈米結構材料，在波長爲500nm光照下表觀量子產率爲2.2％，是目前已知的石墨氮化碳／三元金屬硫化物光觸媒材料中最高的。

此研究製備的光觸媒實現了從二氧化碳轉化爲一氧化碳最高的百分之百選擇性產率，透過獨特的氮銅和碳銅雙鍵活化，以有效率的方式產生一氧化碳，能將大氣中的二氧化碳轉化爲可再生的原料或燃料，有助於減少碳排放、實現永續能源。

此外，過去學界認爲相同晶體的導電度、光學性質應該都一樣，但清華大學化學系教授黃暄益多年前就發現氧化亞銅八面晶體最導電，其次是立方晶體，菱形十二面晶體則完全不導電；此外，氧化亞銅菱形十二面晶體的光催化活性最佳，其次是八面晶體，立方晶體則不具光催化活性，且不同形狀晶體呈現的顏色也不一樣。

黃暄益團隊使用國家同步輻射中心的高解析度X光照射晶體，並以高解析電子顯微鏡觀測，果然發現八面晶體、立方晶體、菱形十二面晶體上的晶格排列都不一致，證實「晶面效應」理論，登上頂尖期刊《Small》。